Владимир Фетисов - Беспилотная авиация: терминология, классификация, современное состояние

– ЛA в составе комплекса, их основных ЛTX и функциональных возможностей, а также динамических характеристик других подвижных компонентов;

– назначенной задачи сеанса функционирования комплекса;

– количества ЛA, а также степень возможной замены одних компонентов (например, вышедших из строя) другими. Модель АК как совокупности разнородных компонентов, решающих свои собственные задачи в рамках общей стоящей перед комплексом цели можно представить следующим образом:

Mod(2) = {S,A,J,E}, (1-2)

где S = (S 1,S 2 ,…,S n ) – множества параметров состояний компонентов комплекса, прежде всего координат их местонахождения;

A = (A 1,A 2,…,A n) – множества действий компонентов, включая алгоритмы решения типовых задач из множества Т;

J = (J 1,J 2 ,…,J n ) – множества, характеризующие каждый компонент в качестве исполнителя подзадач из множества Т. При этом необходимо учесть летно-технические характеристики имеющихся БПЛА и их целевой нагрузки для выполнения конкретной задачи [74].

Решаемые задачи:

– построение решения поставленной перед АК задачи в виде совокупности подзадач, решаемых каждым ЛА в составе комплекса;

– составление плана полета для каждого ЛA, а также перечня действий в определенных точках с учетом топливновременных ограничений;

– согласование движения нескольких ЛА в составе АК, если это необходимо.

Критерий качества управления на этом уровне можно сформулировать как оценку решения каждым БПЛА поставленной перед ним задачи с определенным уровнем эффективности:

I(2) = {T,J}

Следующие два уровня реализуются непосредственно на борту ЛА. Соответственно, перечисленные ниже характеристики могут иметь количественные различия в зависимости от типоразмера и выполняемой ЛА задачи.

Траекпгорный уровень управления содержит подробное описание движения ЛА, в том числе и возможный разброс значений основных параметров при их выполнении. Таким образом, модели этого уровня содержат следующие сведения:

– математическое описание пространственного движения ЛА как материальной точки;

– предельные значения скоростей и эйлеровых углов при выполнении типовых маневров;

– требования к точности выдерживания заданной траектории;

– требования к выдерживанию определенных дистанций между несколькими одновременно выполняющими полет ЛА.

Модель компонента АК (летательного аппарата), как материальной точки, выполняющей определенные действия в окружающей среде, можно представить следующим образом:

Mod(0) = {S j ,A j ,E}, (1.3)

где Sj=(s 1j,s 2 j,…,s mj) – параметры состояния компонента

R j, j = 1,n

т – количество переменных, описывающих состояние компонента;

Aj =(a 1j,a 2j,…,a hj) – действия, которые может выполнять компонент комплекса R jдля изменения окружающей среды и собственного состояния;

h – количество таких действий.

Решаемые задачи:

– расчет конкретных значений параметров типовых участков траекторий исходя из ЛTX ЛA и специфики решаемой задачи;

– предотвращение опасных сближений и потерь ЛА;

– обеспечение выполнения запланированных действий на каждом участке траектории.

Эффективность управления на этом уровне можно сформулировать как отработку заданных действий за заданное время с заданной точностью (Q):

I(3) = {A,Q,t}.

На нижнем уровне управления обеспечивается отработка всех действий ЛА, рассчитанных на траекторном уровне. Соответственно, модель этого уровня содержит:

– математическое описание пространственного движения ЛА как твердого тела;

– законы управления отдельными параметрами движения ЛА;

– предельные значения некоторых величин, подлежащих ограничению.

Модель ЛА, как объекта управления, можно представить в следующем виде:

Mod(4) = {U j ,X j,S j} (1.4)

где U j– множество управляющих воздействий;

X j– множество выходных параметров.

Решаемые задачи:

– формирование управляющих воздействий, передающихся для отработки в САУ;

– ограничение предельных значений заданных величин.

Задачи этого уровня решаются традиционными методами теории автоматического управления, поэтому качество их решения может быть выражено показателями качества переходных процессов всех задействованных САУ:

I(4) = {δ,t рег,σ},

где δ – перерегулирование;

t рег– время регулирования;

σ – статическая точность.

1. Портал новостей по аэрокосмической и оборонной тематике. http: // www.shephardmedia.com/news/uv-online

2. The Free Dictionary http://www . thefreedictionary. com/Unmanned+Aerial+ Vehicle

3. Международный портал по беспилотным системам UVS-info. http://www . uvs-info. com

4. Fitzpatrick B.G. Max Plus Decision Processes in Planning Problems for Unmanned Air Vehicle Teams // Recent Advances in Research on Unmanned Aerial Vehicles / Fahroo F. et al. (Eds.). Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2013.-P. 31.

5. Marks P. From sea to sky: Submarines that fly. 05 July 2010 // Портал New Scientist, http://www.newscientist.eom/article/mg20727671.000-from-sea- to-sky-submarines-that-fly. html#. Ud2xGqxzcba

6. Transforming unmanned aerial-to-ground vehicle/ US Patent 8205820. Publ. Jun 26, 2012.

7. Yamauchi B., Rudakevych P. Griffon: A Man-Portable Hybrid UGV/UAV // Industrial Robot, vol. 31, no. 5, pp. 443-450, 2004.

8. Ijspeert A.J., Crespi A., Ryczko D., Cabelguen J.-M. From Swimming to Walking with a Salamander Robot Driven by a Spinal Cord Model // Science, 9, March 2007. – Pp. 1416-1420.

9. Bento M. Unmanned aerial vehicles: an overview // Inside GNSS. – 2008. – №1. – P. 54-61. http://www.insidegnss.com/auto/janfeb08-wp.pdf

10. Зинченко O.H. Беспилотный летательный аппарат: Применение в целях аэрофотосъемки для картографирования // Сайт компании "Ракурс". http://www . racurs. ru/ww wdownload/articles/UA V 1 .pdf

11. Заблотский А., Ларинцев Р. БПЛА: первое знакомство // Авиация и время. – 2008. – №2 // Онлайн-библиотека Litrus.net. http.V/litrus . net/book/read/164811?р=15

12. Житомирский Г.И. Конструкция самолетов. – 2-е издание . – М.: Машиностроение, 1995.

13. Сайт "Военное обозрение", http://topwar.ru/8293-bespilotnyy-ucas- x-47b-smert-v-lyuboy-ugolok-planety.html

14. Сайт "Самолёты вертикального взлёта и посадки". http://p-ln . ru/sitemap. html

15. Ружицкий Е.И. Европейские самолеты вертикального взлета. – М.: ООО "Издательство Астрель", 2000; ООО "Издательство ACT", 2000 (Популярное издание. Серия "Современная авиация")

16. Википедия. Самолет вертикального взлета и посадки https ://ru.wikipedia.org/wiki/CaMone meepmuKanbHozo 63nem au nocadKu

17. AeroVironment Glossary / SkyTote. http://www . avinc. com/glossary/sky tote

18. Kim G.-H., Jeong Y.-D., Park S.O. Measurement and prediction of control vane force in the wake of a shrouded propeller system // Proceedings of the 27™ International congress of the aeronautical sciences, 19-24 Sept., Nice, France.- P. 1-7.

http://www . icas. org/ICA SARCHIVE/ICAS2010/PAPERS/265 .PDF

19. Proof of Flight – Development of a Tailsitter UAV for UAVForge competition. http.V/www.youtube . com/watch ?v=vP4FVLK4sdw

20. Авиация: Энциклопедия / Гл. ред. Г.П. Свищев. – М.: Большая Российская Энциклопедия. 1994.

21. Скоренко Т. Окольцованный самолет: кольцеплан // Интернет- портал "Популярная механика". http://www.popmech.ru/article/6825-okoltsovannyiy-samolet

22. Уголок неба: авиационная энциклопедия. http: //www. airwar. ru/enc/attack/av8. html

23. Создан тяжелый беспилотник для боев в городе // Интернет-издание CNews. http://www . cnews.ru/newtop/index.shtml?2006/l 0/06/213068